/**
 * 填充每个节点的下一个右侧节点指针
 *
 * 给定一个 完美二叉树 ，其所有叶子节点都在同一层，每个父节点都有两个子节点。二叉树定义如下：
 * struct Node {
 *   int val;
 *   Node *left;
 *   Node *right;
 *   Node *next;
 * }
 * 填充它的每个 next 指针，让这个指针指向其下一个右侧节点。如果找不到下一个右侧节点，则将 next 指针设置为 NULL。
 * 初始状态下，所有 next 指针都被设置为 NULL。
 *
 * 示例 1：
 * 输入：root = [1,2,3,4,5,6,7]
 * 输出：[1,#,2,3,#,4,5,6,7,#]
 * 解释：给定二叉树如图 A 所示，你的函数应该填充它的每个 next 指针，以指向其下一个右侧节点，
 * 如图 B 所示。序列化的输出按层序遍历排列，同一层节点由 next 指针连接，'#' 标志着每一层的结束。
 *
 * 示例 2:
 * 输入：root = []
 * 输出：[]
 *
 * 提示：
 * 树中节点的数量在 [0, 212 - 1] 范围内
 * -1000 <= node.val <= 1000
 *
 * 进阶：
 * 你只能使用常量级额外空间。
 * 使用递归解题也符合要求，本题中递归程序占用的栈空间不算做额外的空间复杂度。
 */

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

/**
 * 1. 使用 队列, 中规中矩的将接节点一个一个列出来, 连接起来
 * 时间复杂度 : O(n)
 * 空间复杂度 : O(n)
 *
 * 2. 使用递归, 神奇的递归, 化图看, left 一直向右走
 * right 一直向左走, 可以发现他们一直是相邻的, 这个时候我们
 * 就是开始连接节点了, 然后我们再发现前序遍历正好可以将所有的数
 * 全都包括起来, 那么就可以递归了
 * 时间复杂度 : O(n)
 * 空间复杂度 : O(n)
 */

public class Main {

    public Node connect(Node root) {

        if (root == null) {
            return null;
        }

        Queue<Node> queue = new LinkedList<>();

        queue.offer(root);

        while (!queue.isEmpty()) {

            // 这里弄一个前节点, 记录前面的节点, 来连接后面的节点
            Node prev = null;

            int size = queue.size();
            for (int i = 0; i < size; i++) {

                Node cur = queue.poll();

                if (cur.left != null) {
                    queue.offer(cur.left);
                }

                if (cur.right != null) {
                    queue.offer(cur.right);
                }

                // 这里注意, 第一个节点是不用让数据连的
                if (i != 0) {
                    prev.next = cur;
                }

                prev = cur;

            }

            prev.next = null;

        }
        return root;
    }


    public Node connect2(Node root) {
        dfs(root);
        return root;
    }

    void dfs(Node root) {
        if(root==null) {
            return;
        }
        Node left = root.left;
        Node right = root.right;
        //配合动画演示理解这段，以root为起点，将整个纵深这段串联起来
        while(left!=null) {
            left.next = right;
            left = left.right;
            right = right.left;
        }
        //递归的调用左右节点，完成同样的纵深串联
        dfs(root.left);
        dfs(root.right);
    }

}

class Node {
    public int val;
    public Node left;
    public Node right;
    public Node next;

    public Node() {}

    public Node(int _val) {
        val = _val;
    }

    public Node(int _val, Node _left, Node _right, Node _next) {
        val = _val;
        left = _left;
        right = _right;
        next = _next;
    }
};